电路的基本知识和基本定律

第一章电路的基本知识和基本定律章目录第一节电路及电路图第二节电流第三节电压与电位第四节电动势第五节电阻与电导第六节欧姆定律第七节电路中各点电位的计算第一章电路的基本知识和基本定律第八节电功与电功率上一页下一页返回结束上一页下一页返回结束第一章电路的基本知识和基本定律教学要求教学要求1.了解电路的组成，理解有关基本物理量的定义，熟记它们的单位和符号。2.熟练掌握欧姆定律及应用。3.了解电流热效应的应用和可能造成的危害，了解负载额定值的意义。4.掌握电位的计算。5.掌握电流做功及电功率的定义。上一页下一页返回结束一、电路和电路的组成二、电路图三、电路的工作状态第一章电路的基本知识和基本定律节目录第一节电路及电路图上一页下一页返回结束一、电路和电路的组成1.电流所流经的路径称为电路。第一章电路的基本知识和基本定律第1节电路及电路图上一页下一页返回结束一、电路和电路的组成2.电路通常总是由电源、负载和中间环节（导线和开关）等基本部分组成。第一章电路的基本知识和基本定律第1节电路及电路图将非电能转化为电能的装置将电能转化为其他形式能的装置用于传输和分配电能上一页下一页返回结束二、电路图1.用统一规定的图形符号画出的电路模型图称为电路图。第一章电路的基本知识和基本定律第1节电路及电路图2.电路图中常用的部分图形符号如表1-1所示。上一页下一页返回结束二、电路图第一章电路的基本知识和基本定律第1节电路及电路图上一页下一页返回结束三、电路的工作状态（一）通路第一章电路的基本知识和基本定律第1节电路及电路图通路就是电源与负载构成的闭合回路，电路中有电流通过，电路正常工作。上一页下一页返回结束三、电路的工作状态（二）断路第一章电路的基本知识和基本定律第1节电路及电路图断路就是电源与负载未接成闭合回路，电路中没有电流通过。断路又称为开路。上一页下一页返回结束三、电路的工作状态（三）短路第一章电路的基本知识和基本定律第1节电路及电路图短路就是电源未经负载而直接由导线（导体）构成通路，电路中电流比通路时大得多，可能烧坏电源和其他设备。上一页下一页返回结束一、电流的形成二、电流的方向三、电流的大小第一章电路的基本知识和基本定律节目录第二节电流四、电流密度上一页下一页返回结束一、电流的形成电荷的定向运动称为电流。第一章电路的基本知识和基本定律第2节电流上一页下一页返回结束二、电流的方向1.规定以正电荷移动的方向为电流的方向。第一章电路的基本知识和基本定律第2节电流i上一页下一页返回结束二、电流的方向2.在分析或计算电路时，常常要求求出电流的方向。第一章电路的基本知识和基本定律第2节电流上一页下一页返回结束三、电流的大小1.通常规定用单位时间内通过导体横截面的电量来表示电流的大小，以字母I表示。第一章电路的基本知识和基本定律第2节电流tqIA101mA1mA101A1A101kA1333我们规定：电量的单位是C，时间的单位是s，那么电流的单位是A。电流常用的单位还有kA、mA、μA，其换算关系是：上一页下一页返回结束三、电流的大小2.凡大小和方向都不随时间变化的电流，称为稳恒电流，简称直流（AC）。第一章电路的基本知识和基本定律第2节电流tqI0It上一页下一页返回结束三、电流的大小第一章电路的基本知识和基本定律第2节电流3.凡大小和方向都随时间变化的电流，称为交变电流，简称交流（DC）。tqi0上一页下一页返回结束三、电流的大小举例第一章电路的基本知识和基本定律第2节电流某导体在5min内均匀通过的电荷量为4.5C，求导体中的电流是多少？A015.05605.4tqI解：上一页下一页返回结束三、电流的大小4.电流的测量第一章电路的基本知识和基本定律第2节电流测量电流时必须把电流表串联在电路中，同时要选择好电流表的量程（测量范围），使其大于实际电流的数值。测量直流电流时,还必须使电流从表的正端流入，负端流出。负载开关电源AA上一页下一页返回结束四、电流密度电流密度就是当电流在导体的横截面上均匀分布时，该电流与导体横截面积的比值，以字母J表示。第一章电路的基本知识和基本定律第2节电流SIJ电流密度的单位是安培/平方毫米（A/mm2）。上一页下一页返回结束四、电流密度举例某照明电路中需要通过21A的电流，问应采用多粗的铜导线?（设铜导线的允许电流密度为6A/mm2）第一章电路的基本知识和基本定律第2节电流2mm5.3621JIS解：上一页下一页返回结束一、电压二、电位三、电压与电位的关系第一章电路的基本知识和基本定律节目录第三节电压与电位上一页下一页返回结束一、电压电场力把单位正电荷从电场中a点移动到b点所做的功称为a、b两点的电压，用Uab表示。第一章电路的基本知识和基本定律第3节电压与电位QAUabab上一页下一页返回结束一、电压电压的单位称为伏特，简称伏，用符号V表示。第一章电路的基本知识和基本定律我们规定：电场力把1C电量的正电荷从a点移到b点，如果所做的功为1J，那么a、b两点间的电压就是1V。电压常用的单位还有kV、mV、μV，其换算关系是：1kV=103V1V=103mV1mV=103μV第3节电压与电位上一页下一页返回结束二、电位电位等于电场力将单位正电荷从该点移动到参考点所做的功。用符号φ表示，以o点为参考点，则a点的电位为:第一章电路的基本知识和基本定律aoaoaUqA参考点的电位等于零。参考点又称为零电位点。高于参考点的电位是正电位。低于参考点的电位是负电位。电位的单位与电压相同，也是V。第3节电压与电位上一页下一页返回结束三、电压与电位的关系结论：电路中任意两点间的电压就等于两点间的电位之差，所以电压又称为电位差。第一章电路的基本知识和基本定律bobaoaUU第3节电压与电位aboboabaoUUU整理得：baabU上一页下一页返回结束三、电压与电位的关系举例第一章电路的基本知识和基本定律在图中，已知UCO=3V，UCD=2V.试分别以D点和O点为参考点，求各点的电位及D、O两点的电压UDO。第3节电压与电位上一页下一页返回结束三、电压与电位的关系第一章电路的基本知识和基本定律解：（1）以D点为参考点，即φD=0V因为DCCDU所以2V02DCDCU第3节电压与电位又因为OCCOU所以1V32COCOU1V1)(0ODDOU上一页下一页返回结束三、电压与电位的关系第一章电路的基本知识和基本定律（2）以O点为参考点，即φO=0V因为OCCOU所以3VOCOCU因为DCCDU所以1V23CDCDU1V01ODDOU第3节电压与电位上一页下一页返回结束三、电压与电位的关系第一章电路的基本知识和基本定律结论一：参考点改变，各点的电位随之改变，即各点的电位与参考点的选择有关。结论二：不管参考点如何变化，两点间的电压（电位差）是不变的，即电位差与参考点的选择无关。电路中，参考点可以任意选定。在电力工程中，常取大地为参考点。因此，凡是外壳接大地的电气设备，其外壳都是零电位；有些不接大地的设备，在分析其工作原理时，常常选用许多元件汇集的公共点作为零电位点，即参考点，并在电路图中用符号“”表示；接大地则用符号“”表示，以示区别。第3节电压与电位上一页下一页返回结束三、电压与电位的关系第一章电路的基本知识和基本定律习惯上规定，电场力移动正电荷做功的方向为电压的实际方向，电压的实际方向也就是电位降的方向，即高电位指向低电位的方向，所以电压又称电位降。电压的参考方向有两种表示方法。第3节电压与电位第一种表示是用箭头表示。箭头由假定的高电位指向低电位。第二种表示是用双下标字母表示。如Uab，前一个下标字母a表示假定的高电位，后一个字母b表示假定的低电位。上一页下一页返回结束三、电压与电位的关系第一章电路的基本知识和基本定律电压的测量第3节电压与电位测量电压时必须把电流表并联在电路中，同时要选择好电压表的量程（测量范围），使其大于实际电压的数值。测量直流电压时,还必须使电压表的正负极和被测电压一致。负载开关电源VV